Study of wave energy converters grid integration
Etude de l'intégration des systèmes houlomoteurs au réseau électrique
Résumé
Power quality is an important issue for the development of marine renewable energies, in particular wave energy. Due to the oscillatory nature of the oceans waves, the wave energy converters output power profile can present fluctuations in the range of seconds.
The impact of these devices on the electric grid therefore needs to be investigated for wave farms to be connected to the grid. In order to emulate an operating direct drive wave energy converter, study power quality improvement and test different control strategies, a wave-to-wire model has been developed.
Simulations carried out with this model for different grid strengths and different levels of sea-state showed that it is necessary to foster solutions to improve power quality.
Thus, the wave energy converters aggregating and dispersion effects on power quality have been investigated. As it does not seem sufficient to meet the grid codes requirements, another solution have been considered, consisting of the insertion of an energy storage system into the chain.
Finally, a part of the model has been validated using a hardware-in-the-Loop test bench including a motor bench, power modules to emulate the grid and power electronics’ control and a super capacitors module.
Soutenue le 18 décembre 2017
La qualité de la puissance injectée au réseau électrique est une problématique importante pour le développement des énergies marines renouvelables, et en particulier de l’énergie des vagues (ou énergie houlomotrice). En effet, la puissance produite par les systèmes houlomoteurs à entraînement direct est très fluctuante (fluctuations de l’ordre de la seconde) à cause de la nature oscillante de la ressource.
Afin d’étudier l’impact de l’intégration de ces systèmes sur les réseaux électriques, un modèle permettant de représenter la chaîne depuis la vague jusqu’au réseau électrique a été développé.
Les simulations effectuées à l’aide de ce modèle pour différents types de réseau électrique et différents états de mer ont montré que la mise en place de solutions pour améliorer la qualité de la puissance produite était nécessaire.
Ainsi, l’effet du regroupement et de la dispersion spatiale des systèmes houlomoteurs sur la qualité de la puissance a été étudié. L’insertion d’un système de stockage dans la chaîne wave-to-wire afin de lisser la puissance a aussi été considérée.
Enfin, une partie du modèle a pu être validée à l’aide d’un banc de test Hardware-in-the-Loop comprenant un banc moteur, des armoires de puissance permettant d'émuler l'électronique de puissance et le réseau électrique et un module de supercondensateurs.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
